在植物发育过程中早已证实的阻碍基因表达的新方法可用来医治人类疾病。
在加利福尼亚某山谷的外面，生长着一片西红柿，它看起来与普通的西红柿植株并无区别，实际上，这些西红柿非同寻常，它们是某项新技术的最新成果，该技术足可使商业性的植物开发和人类医药发生一场革命。
这种新技术运用新颖的RNAs，即反义RNAs，去阻碍某特定基因的活性。起初，研究者们仅仅是把反义RNA作为探索基因功能的一种工具。在70年代末刚开发出这种技术时，分子生物学家还没有使高等有机体细胞的基因发生突变的好办法，以了解当失去某基因活性时究竟会发生什么现象。事实上，反义技术为此奠定了基础。
然而，生物技术工业不久就认识到这种能剔除“坏”基因活性的技术所具有的巨大潜在用途。例如，为了培育这种西红柿植物，植物科学家利用反义RNAs去关闭使西红柿变得软湖的酶所对应基因的表达，从而培育出适合长途贩运及具有较长货架寿命的品种。正如研究反义技术的先驱——耶鲁大学的J · 艾桑待（Jonathan Izaut）指出：“这是把反义技术用于商业用途的首例，它将对人类产生巨大的影响。”
最近一些实验室的进一步研究表明，人们有可能设计出一些反义化合物，旨在阻碍某些病毒基因或致癌基因的活性，而同时又不会影响正常细胞的基因。这样人们就更有可能利用反义技术生产出更好、更有选择性的药物、去治疗病毒性疾病，包括艾滋病和癌症。
由于有潜在的有利可图的药物市场作为刺激，毫无疑问，一批企图开发反义技术的生物技术公司将如雨后春笋般地涌现出来。此外，一些原已建立的药物公司则早已着手进行反义技术的研究。
人们试图广泛运用反义技术，但实际情况表明，反义技术不像人们起初看起来那么直截了当。为了达到最终目的，人们必须设计出相当复杂的计划，才能使反义技术最终应用于医治人类的疾病。
在基因表达时，编码在某基因上的信息首先转录到mRNA分子上，然后由mRNA指导蛋白质的合成。人们的起初想法是试图造出一段只是与某特定mRNA碱基互补的RNA，这段反义RNA能够连接在信使上，从而阻碍蛋白质的合成。研究者知道自然界经常出现这种现象，细菌和感染细菌的病毒有时会通过产生此类反义信息而关闭基因的表达。假如细菌和病毒聪明到能越过这个障碍，那么在高等有机体的细胞中，它们难道还不能兴风作浪吗？
在早期的实验中，尽管研究者不得不为靶子细胞提供必要的反义RNA分子，但结果仍表明，反义技术同样适用于高等有机体：艾桑特（Izant）曾于1984年成功地开发了这一技术。他和文措（Weintrawb）一起在西雅图的弗雷德 · 赫钦申（Fred Hutchinson）癌症研究中心攻读博士后。
众所周知，基因由两条DNA链组成，但只有其中的一条被正常地转录到mRNA上。假如基因中编码蛋白质的某一段翻转了，艾桑特和文措解释道，基因的有规律顺序就会出现错误，从而转录出不同的链，使细胞产生自身的反义RNA。西雅图的研究人员进而发现，假如胸腺嘧啶核甙酶基因的翻转形式与正常基因一起被导入老鼠细胞中，那么该酶的合成就会受到阻碍。这项工作还表明，就像研究者所预料的，翻转的基因所产生的RNA可束缚住正常基因并使之失活。
不久之后，哈佛大学的D · 梅尔顿（Douglas Mel-ton）设计出利用反义技术阻碍基因活性的第二种方法，他向人们显示，通过简单地向蛙卵注射合成的反义RNAs，就能阻碍某特定蛋白的合成。
这些早期的实验为现今使用的两种反义技术奠定了基础。例如，英国诺丁汉大学的D · 格拉申（Donald Grerson）研究小组和美国加州戴维斯（Davis）生物技术公司将溶解植物细胞壁的多聚半乳糖醛酸酶基因的翻转形式导入植株，各自培育出抗软化的西红柿。试验结果表明，该酶的含量减少了99%。此外，这种现已是第三代的西红柿植株看起来仍很正常。格拉申说：“我们很高兴能选择性地左右某基因的表现而不会产生有害的副作用。”
通过反义基因的转移也可产生抗病毒的植物和动物。在美国国家科学院8月份的一期学报中，伦敦科技与药物帝国学院的A · 戴尔（Anthony Day）和同事描述了这一实验。他们将阻碍西红柿金色花叶病病毒的反义基因结构转入到烟草中，结果表明，转入基因的植株比对照组更能抵抗病毒的感染。
在俄亥俄大学5月份的学报上，T · 瓦格纳雷汉和J · 杨（Thomas Wagner，lei Han，Jeung yun）描述了在老鼠身上做的相似实验结果。这些研究者将引起白血病感染的病毒颗粒基因的反义结构导入老鼠，即加以注射，结果并没有出现症快，而31%的对照老鼠则出现了白血病症状。瓦格纳说：“我们对此结果感到惊奇，反义结构绝对卸掉了病毒的包装。”
瓦格纳研究小组的结果促使加州希望医疗中心的分子遗传学家J · 罗西（John Rnssi）声明：“反义技术将是对付反转录病毒的强有力工具。”反义医疗的潜在目标包括由反转录病毒引起的艾滋病。瓦格纳还建议去制造具有阻碍病毒复制的反义结构的淋巴细胞——一种艾沿病病毒感染的主要细胞类型。
另外，也有可能开发出一种极像梅尔顿那样的方法，运用合成的外源反义化合物去医治人类的疾病。许多公司试图开发出诸如能医治艾滋病和疱疹感染的反义化合物。B. 卡拉布雷塔（Bruno Calabretta）报道，反义化合物能够击中并停止正在组织培养中生长的人类癌细胞的复制。
研究者们使用的细胞带有一条特别的异常染色体，称为“费城染色体易位”（Philadelphia chromosome translocation），这种染色体是以它被发现时所在的城市命名，它在人类的白血病中相对一致。易位产生致癌基因，称为ABL，它能从正常的位置染色体9移到染色体22上，从而产生杂合基因。具有费城染色体的细胞中，其ABL活性有所增加，这大致是易位造成的后果，癌症生物学家认为，白血病细胞增长的加快与ABL活性的增加有关。
卡拉布雷塔和同事们正着手制造一条短的单链反义DNA，其长度只有18个核苷酸，它能够专一识别ABL杂种的接合点。研究者发现，反义结构可以阻止癌细胞的生长，而不会影响正常细胞的生长。卡拉布雷塔还说：“这些发现证实了利用靶子基因的反义化合物有选择性杀死肿瘤细胞方法的可行性”。
此法也不仅仅局限于白血病，很多常见的肿瘤如肺癌或大肠癌，也是由于基因突变激活了致癌基因，人们同样可以设计出反义化合物以对付这些突变。
但是罗西认为，在反义技术用于医治人类疾病之前，必须经过一系列“假如、那么、然而”的过程。问题之一是，反义化合物可能不太稳定，在它们达到目标前就降解了。另一问题是，细胞培养实验表明，有时很难在某一时间使该化合物导入细胞，以阻止mRNA的活性。由于存在着许多诸如此类的问题，就有必要使用大剂量的药剂，从而产生该药物在机体内潜伏毒性的问题。可以想象这种药相当昂贵。
那么，要设计并制造反义药物，人们应该如何行动呢？罗西认为，必须充分了解反义化合物的作用机理。尽管通过阻止它们翻译或引起它们降解的方法可束缚mRNAs并使之失活，但我们仍有理由认为这样的解释并不完全。
有义一一反义RNA的杂种
1990年，由R. 乔金申（Richard Jorgenson）领导的研究小组意外地发现，反义图远比人们所想象的复杂。当他们企图用遗传工程的方法制造新奇色彩的植物时，乔金申把紫红色素——花青甙素酶的基因导入矮牵牛属植物，他原以为花的颜色将会变得更深，然而，实际结果却截然相反，开出的花变白了。换句话说，有义基因明显地表现出像一个反义结构。
矮牵牛属植物并不是一个孤立的例子。其他一些研究者，包括荷兰阿姆斯特丹自由大学的J. 摩尔（Joseph. Mol）等人用包括多聚半乳糖醛酸酶的额外基因重复了乔金申的实验、并且获得了可比较的结果。这对植物产业是非常有益的，因为生物技术公司正利用“有义”技术去开发鲜花，包括矮牵牛属植物和菊花，目的是产生更诱人的花型。
但是，这样就使人们对反义技术如何起作用的理解变得更糊涂了。一种可能性是由于植物中反义机理不同于动物中，或者依据使用该技术时有机体所处发育阶段的不同，反义的作用也不同。一些研究者建议，真正决定发生什么事情是被转移的基因到底定位在基因组的什么地方、而不是有义或反义。在其他实验中已记载有'位置影响基因表达'的例子。还有一些研究者认为，从反义基因转录的RNAs可能具有异常的三维结构，从而破坏了相应的有义基因的转录。乔金申说：“这都有可能，但至少，如果认为反义结构仅通过产生与mRNAs结合形成杂种的反义RNAs而起作用是十分危险的”。只有当研究者清楚地了解了反义机理，人们把已在西红柿上成功运用的技术用于人类杧才会感到安全。
[Science，1991年8月2日］